冷热水混合龙头的制作方法

专利名称：冷热水混合龙头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冷热水混合龙头的技术。
背景技术：
过去，一种利用弹性系数随温度变化的形状记忆合金制弹簧对改变热水和冷水的 混合比的可移动阀芯施力，从而对冷热水混合物的温度进行控制的冷热水混合龙头已得到 使用。这种冷热水混合龙头例如公开在专利文献1中。在此，将专利文献1所记载的冷热 水混合龙头的结构示于图4进行说明。如图4所示，专利文献1的冷热水混合龙头采用的是将控制阀机构安装在筒状的 外壳3中的结构。在外壳3的筒壁上，供热水流入的热水流入口 a和供冷水流入的冷水流 入口 b在轴向上并列形成，在热水流入口 a的内侧位置上形成有热水阀座3a，在冷水流入 口的内侧位置上形成有冷水阀座3b。此外，在外壳3的一个端部上，形成有与热水流入口 a 和冷水流入口 b连通的混合室13，另一个端部上形成有接受来自用户的温度设定的调温装 置 330。在形成于外壳3上的热水阀座3a和冷水阀座3b之间，组装着可在外壳的轴向上 移动的控制阀芯300。该控制阀芯300的一个端部承受来自与调温装置330抵接的偏置弹 簧310的负荷，另一个端部承受来自配置在混合室13内的形状记忆合金制弹簧(感温弹 簧)320的负荷，通过来自偏置弹簧310和感温弹簧320的负荷的平衡来改变热水流入口 a 和冷水流入口 b的开关比例。此外，通过对调温装置330进行操作，用户可对控制阀芯300的位置进行调整，从 而改变热水流入口和前述冷水流入口的开关比例，对从冷热水混合龙头流出的混合水的温 度进行设定。另外，例如在通过调温装置330设定成所希望的设定温度的状态下，假设由于 水压降低等流入的冷水的流量减小等而使得混合室13内混合水的温度上升。在这种场合， 配置在混合室13内的感温弹簧320进行动作而使其所产生的负荷增大，使得控制阀芯的位 置移动，改变热水流入口和冷水流入口的开关比例，从而对混合水的温度进行控制。专利文献1 特开平2006-307971号公报但是，在冷热水混合龙头中，若想增加所流出的混合水的流量，就必须增加流入冷 热水混合龙头内的热水、冷水的量。然而，当增加冷热水混合龙头内流动的热水、冷水的流量时，冷热水混合龙头内部 的零部件和外壳所承受的压力也要增加，因而存在着冷热水混合龙头发生故障的可能性增 大的问题。如果冷热水混合龙头例如冷热水混合龙头外壳的局部破损，则会从此处发生热水 泄漏或冷水泄漏。此外，例如冷热水混合龙头内部的构成控制阀芯的零部件破损，则会使阀 芯的控制性变差，无法实现准确的温度调整。而上述现有技术的冷热水混合龙头未就提高耐久性进行特别考虑。

发明内容
本发明是鉴于上述情况而创造出来的，本发明的目的是提高冷热水混合龙头的耐 久性。为了解决上述问题的本发明适用于下述的冷热水混合龙头，所述冷热水混合龙头 包括调温旋钮，接受温度调节操作；主体部，具有通过前述调温旋钮的操作对热水的温度 进行调整的控制阀机构以及形成有热水流入口和冷水流入口并内藏前述控制阀机构的外壳。 其特征是，前述外壳在其一个端部的轴心部开有孔；前述主体部具有施力体，由 弹性系数固定不变材质的原材料构成；执行元件，随温度的变化进行伸缩动作；控制阀芯， 一个端部承受来自前述施力体的负荷，另一个端部承受来自前述执行元件的负荷，通过所 承受的来自前述施力体和前述执行元件的负荷的平衡使前述热水流入口和前述冷水流入 口的开关比例改变；呈圆筒状形成的调温装置，一端固定在前述调温旋钮上，随着该调温旋 钮的旋转使前述施力体移动而对前述控制阀芯施加负荷来设定前述控制阀芯的位置；前述 调温装置在其圆筒状的一端形成有顶面，在前述顶面的中心部形成有固定在前述调温旋钮 上的大致呈圆柱状的捏手，在前述顶面的该捏手的周边部形成有与该捏手同心的圆形凹状 的槽；前述调温装置与前述外壳同轴地配置在前述外壳的一个端部的内侧，并且前述捏手 自如旋转地插入开口于前述外壳的一个端部上的孔中；在前述调温装置的顶面与前述外壳 的一个端部之间，夹持着将前述顶面上所形成的槽覆盖的衬垫。如上所述，本发明的特征是，在呈圆筒状形成的调温装置的顶面的捏手的周边部 形成有与捏手同心的圆形凹状的槽，并且，在调温装置的顶面与衬垫的一个端部之间夹持 着将该顶面上所形成的槽覆盖的衬垫。根据这种结构，外壳中强度较弱的、一个端部上开设有孔的周边部所承受的负荷 (来自冷热水混合龙头的内部的负荷或者捏手受到拉拽时的拉力)得以减轻，因而能够使 该外壳上所形成的孔的周边部破损的可能性减小。即，通过采用该构成，能够减小因外壳破 损而发生热水泄漏和冷水泄漏的可能性。此外，为了解决上述问题的本发明适用于包括形成有热水流入口、冷水流入口的 外壳以及安装在前述外壳内的主体部的冷热水混合龙头。其特征是，前述主体部具有施力体，由弹性系数固定不变材质的原材料构成；执 行元件，随温度的变化进行伸缩动作；控制阀芯，一个端部承受来自前述施力体的负荷，另 一个端部承受来自前述执行元件的负荷，通过所承受的来自前述施力体和前述执行元件的 负荷的平衡使前述热水流入口和前述冷水流入口的开关比例改变，调节从前述热水流入口 流入的热水和从前述冷水流入口流入的冷水的混合比；保持器，形成有对前述执行元件的 一端进行支撑的支撑面；在前述外壳的内部，设置有使来自前述热水流入口的热水和来自 前述冷水流入口的冷水混合的混合室；前述执行元件被支撑在前述混合室内所形成的支撑 部与前述保持器的前述支撑面之间；在前述保持器上所形成的与前述支撑面相反的面和前 述控制阀芯的前述另一个端部之间夹持着增强部件。如上所述，本发明的特征是，以在控制阀芯与对执行元件进行支撑的保持器之间 设置增强部件这样一种构成来提高保持器的强度，防止保持器破损。具体地说，当对执行元件进行支撑的保持器发生破损时，由于冷热水混合龙头的控制阀芯将只承受来自施力体的负荷，因而存在着从流出口流出高温混合水的问题。因此， 以本发明的构成来提高保持器的强度，减小保持器破损时流出用户无法预期的高温混合水 的可能性。此外，优选方案是，前述增强部件是将前述保持器的与前述支撑面相反的面大致 全部覆盖的金属制造的垫圈，前述保持器系树脂制造。似这样，将增强部件做成上述形状，能够以体积小的零部件提高保持器的强度。因 此，按照这种构成，不仅能够强化保持器而且能够实现保持器的小型化，因而能够充分保证 混合室的空间，由此还有利于实现冷热水混合龙头的小型化。此外，优选方案是，前述增强部件是将前述保持器的与前述支撑面相反的面大致 全部覆盖的垫圈，前述增强部件和前述保持器二者分别由不同材质的材料成形。例如，可列举出保持器由树脂、增强部件由金属形成的例子，增强部件不仅比保持 器的强度、硬度高，而且由于不与执行元件接触而热传导受到抑制，能够防止调温性能变 差。增强部件只要选择热传导率比保持器低的材料即可，而在增强部件用树脂制造的场合， 也可以采用添加剂等来改变物理参数，以降低热传导率。似这样，即使增强部件采用不同于 保持器的材质，由于增强部件比保持器体积小，因而仍能够降低成本。如上所述，根据本发明的冷热水混合龙头，可提高冷热水混合龙头的耐久性。


图IA是本发明实施方式的冷热水混合龙头的主要部分的纵向剖视图。图IB是图IA所示纵向剖视图中的盖体和调整螺套的局部放大图。图2是本发明实施方式的冷热水混合龙头的主要构成零部件的概略图。图3A是旨在对本发明实施方式的冷热水混合龙头的动作进行说明的附图,图3B是旨在对本发明实施方式的冷热水混合龙头的动作进行说明的附图,图3C是旨在对本发明实施方式的冷热水混合龙头的动作进行说明的附图,图4是现有冷热水混合龙头的主要部分的纵向剖视图。附图标记说明D · · 调温旋钮
a · · 热水流入口
b · · 冷水流入口
C · · 混合水出口
1 · · 夕卜壳
Ia · · 盖体
11 · · 顶面
12 · · 孔
Ib · · 主体
IOa · ·热水阀座
19 · · 花键槽
Ic · · 阀座部件
IOb · 冷水阀座
26 · · 阳螺纹
170 · ·阀座保持部
172 · 突起
2 · · 控制阀芯
2a · · 热水阀
2b · · 冷水阀
20 · · 轴筒部
4 · · ·施力体
5 · · ·执行元件
5a · · SMA弹簧
5b · · SMA弹簧
6 · · 支撑部件
62,63 卡止部件
700 · 保持器
7 · · 外罩
70 · · 弹簧支座
71 · · 弹簧支座
72,73 弹簧支座
8 · · 调整螺套
81 · · 顶面
82 · · 捏手
83 · · 槽部
84 · · 开放端
85 · · 阴螺纹
9 · · 调整螺杆
90 · · 支撑部
91 · · 槽部
92 · · 阳螺纹
93 · · 孔
94 · · 裙部
13 · · 混合室
具体实施例方式下面，就本发明的实施方式结合附图进行说明。图IA是本发明实施方式的冷热水混合龙头的主体部的纵向剖视图，图IB是图IA 所示纵向剖视图中的盖体和调整螺套的局部放大图。而图2是本发明实施方式的冷热水混 合龙头的主要构成零部件的概略图。如图所示，作为冷热水混合龙头，控制阀机构以内藏方式组装在筒状的外壳1中。 外壳1由筒状的主体lb、安装在主体Ib的一端上的盖体la、以及安装在主体Ib的另一端上的阀座部件Ic而形成为圆筒状。在外壳1的筒壁上，沿轴向并列形成有供热水流入的热水流入口 a和供冷水流入 的冷水流入口 b。此外，从外壳1的热水流入口 a的内侧向外壳1的一个端部(图IA中为 下端部)形成有与热水流入口 a和冷水流入口 b连通的混合室13。混合室13由后述的保 持器700的上游侧的上游侧混合室13a、以及保持器700的下游侧并配置有执行元件5的 下游侧混合室13b形成，该下游侧混合室13b的端部上形成有用来流出混合水的混合水出 口 c。从热水流入口 a流入的热水和从冷水流入口 b流入的冷水分别流入混合室13，在混 合室13内冷水与热水混合，从混合水出口 c流出。在外壳1上，在热水流入口 a的内侧位置上形成有热水阀座10a，在冷水流入口 b 的内侧位置上形成有冷水阀座10b。并且，在外壳1上所形成的热水阀座IOa和冷水阀座 IOb之间组装有可在外壳1的轴向上移动的控制阀芯2。控制阀芯2呈筒状形成，在其筒壁 的一个端缘(图IA上端缘)上形成有热水阀2a，另一个端缘(图IA下端缘)上形成有冷 水阀2b。此外，外壳1的内部组装有向冷水阀座IOb —侧对控制阀芯2施加负荷的施力体 4、以及向热水阀座IOa —侧对控制阀芯2施加负荷的执行元件5。施力体4由弹性系数固定不变材质的原材料形成。对施力体4的具体构成无特殊 限定，而在本实施方式中，作为施力体4，以由弹性系数各自固定不变的材质成形的螺旋弹 簧在内侧和外侧并联使用的场合为例进行说明。执行元件5随温度的变化进行伸缩动作。对执行元件5的具体构成无特殊限定， 而在本实施方式中，作为执行元件5，以使用由弹性系数随温度变化的材质的原材料形成的 形状记忆合金制造的弹簧(SMA(Shape memory slloy)弹簧)的场合为例进行说明。此外，控制阀芯2通过所承受的来自施力体4和执行元件5的负荷的平衡对热水 阀2a与热水阀座IOa之间的间隔、以及冷水阀2b与冷水阀座IOb之间的间隔进行调整。通 过这种构成，冷热水混合龙头对从热水流入口 a流入的热水和从冷水流入口 b流入的冷水 二者的混合比进行调节。另外，外壳1的内部组装有承受调温旋钮D的旋转动作并随着其旋转动作而改变 施加给施力体4的轴向的负荷，对控制阀芯2在轴向上的位置进行调整的调温装置(调整 螺套8、调整螺杆9)。这样，用户对调温旋钮D进行操作，便能够设定或改变控制阀芯2的 位置，使得具有希望温度的混合水流出。此外，本实施方式在构成调温装置的调整螺套8的捏手82的周围设置了凹状的槽 部83，在外壳1的盖体Ia与调整螺套8之间配置了将槽部83覆盖的衬垫100 (具体构成将 在后面详细说明)。根据这种构成，能够减轻外壳1中强度较低的盖体Ia的孔12周边部所承受的负 荷(来自冷热水混合龙头内部的负荷或者捏手82受到拉拽时的拉力)，由此可防止外壳1 破损而发生热水泄漏和冷水泄漏。此外，上述执行元件5被支撑在形成于混合室13内部的弹簧支座71与保持器700 之间。另外，在本实施方式中，在对配置在混合室13中的执行元件5进行支撑的保持器 700与受到执行元件5在轴向上的施力的控制阀芯2之间安装了增强部件120。根据该构成，承受来自执行元件5的压力的保持器700的强度得到提高。下面，对本实施方式的冷热水混合龙头的构成详细进行说明。如图所示，冷热水混合龙头具有外壳1 (盖体la、主体lb、阀座部件Ic)。并且，外 壳1内组装有衬垫100、调整螺套8、与调整螺套8螺纹连接的调整螺杆9、控制阀芯2、施力 体4、对施力体4进行支撑的两个弹簧支座72、73、执行元件5、对执行元件5的一端(图2 中的上端)进行支撑的保持器700、增强部件120以及杆状的支撑部件6。首先，就外壳1进行说明。外壳1是对树脂材料、金属材料进行加工而成形的，具 有圆筒状的盖体la、圆筒状的主体lb、以及圆筒状的阀座部件lc。盖体Ia呈一端开放、另一端上形成有顶面11的圆筒形状形成。在盖体Ia的顶面 11的中心开有孔12。在主体Ib的筒壁上，形成有在轴向上并列地形成的热水流入口 a和冷水流入口 b， 在该热水流入口 a的内侧位置上形成有热水阀座10a。在冷水流入口 b的内侧形成的冷水 阀座IOb在与主体Ib进行螺纹连接的阀座部件Ic的内端缘上形成。此外，在主体Ib的一 端(图1A、图1B、图2中的上端)的内周面上，设置有限制调整螺杆9的旋转方向的花键槽 19。阀座部件Ic在其一端上形成有与主体Ib进行螺纹连接的阳螺纹26 (参照图2)， 另一端上形成有阀座保持部170。阀座保持部170由配置在阀座部件Ic的轴心部位的圆盘状的弹簧支座71、以及 在弹簧支座71的径向上延伸的突起172构成。突起172与阀座部件Ic的圆筒部结合成一 体。在阀座部件Ic的与形成有阀座保持部170的端部的轴向相垂直的面上，以弹簧支 座71为中心呈圆周状形成有多个混合水出口 C。此外，如图IA所示，阀座部件Ic的筒状的内腔形成了从热水流入口 a和冷水流入 口 b流入的热水和冷水进行混合的混合室13。此外，在阀座部件Ic的内表面上，在弹簧支 座71的轴心部位形成有沿轴线方向形成的导孔18。下面，对作为本实施方式的特征性构成的调整螺套8和衬垫100进行说明。调整螺套8呈一端开放、另一端上形成有顶面81的圆筒形状形成。在顶面81的 一部分面(与衬垫100抵接的面)的轴心部上，形成有大约呈圆柱形的捏手82。该捏手82 固定在调温旋钮D上。此外，在顶面81的捏手82的周边，形成有与捏手82同心的圆形凹状的槽部83(参 照图1B、图2)。按照该槽部83的构成，作为调整螺套8的顶面81，若以与调整螺套8的轴 心相垂直的面为基准，则捏手周边部(内周面)将低于外周面。此外，调整螺套8在圆筒形状的内周面上形成有与调整螺杆9进行螺纹连接的阴 螺纹85。衬垫100呈圆盘状形成，在其中心部开有插入调整螺套8的捏手82的孔101。衬 垫100的直径比调整螺套8的顶面81上所形成的圆形槽部83的直径大，比调整螺套8的 顶面81的直径小。此外，衬垫100的形状尺寸这样形成，即在其配置在调整螺套8的顶面 81上时能够将顶面81上所形成的槽部83覆盖起来。例如，作为该衬垫100，可以使用树脂 制造的垫圈等滑动阻力小的衬垫。
下面，就调整螺套8和衬垫100组装在外壳1中后的配置进行说明。使调整螺套8的捏手82插入衬垫100的孔101中，将衬垫100配置在调整螺套8 的顶面81上。此时，作为衬垫100，为了便于与调整螺套8实现同轴，使组装等变得容易，孔 101的直径的大小为能够嵌套在调整螺套8的捏手82的轴的下端，由此，槽部83将被衬垫 100覆盖。此外，在将衬垫100配置在调整螺套8的顶面81上的状态下，从盖体Ia的开放 面朝顶面11将捏手82可自如旋转地嵌插到顶面11的孔12中，使得衬垫100与盖体Ia的 顶面11的内侧抵接。进而，当将主体Ib螺纹连接到盖体Ia上时，调整螺套8的筒状的开 放端84支撑在主体Ib的花键槽19的端部19a上。由此，调整螺套8被支撑在盖体Ia的 顶面11与主体Ib的花键槽19的端部19a之间，在外壳1的内部配置成与外壳1同轴。之所以如上所述在调整螺套8上设置槽部83并将衬垫100夹在调整螺套8与盖 体Ia之间，是基于如下理由。外壳1的上端(图1A、图1B、图2中的上侧)的盖体Ia的顶面11在冷热水混合 龙头的内部压力的作用下承受指向上推方向(图IA所示Y方向)的负荷。此外，用户有时 会拉拽调温旋钮D，此时，盖体Ia的顶面11要承受指向上推方向(图1中的Y方向)的负 荷。现有的冷热水混合龙头在内部压力增高时，强度较弱的盖体Ia的孔12的周边部从中 央被上推而存在破损的可能性。此外，现有的冷热水混合龙头在用户拉拽调温旋钮D(固定 在调温旋钮D上的调整螺套8的捏手82)时，强度较弱的盖体Ia的顶面11的孔12的周边 部从中央被上推而存在破损的可能性。为此，在本实施方式中，在调整螺套8的顶面81上所形成的捏手82的周围设置了 凹状的槽部83，在以衬垫100将槽部83覆盖后再使捏手82插入到盖体Ia的孔12中。这样，外壳1中的强度较弱的盖体Ia的孔12的周边部所承受的负荷(来自冷热 水混合龙头内部的负荷或者捏手82受到拉拽时所承受的负荷)得以减轻，能够降低盖体Ia 的孔12的周边部破损的可能性。也就是说，这种构成使得来自冷热水混合龙头内部的负荷 被外壳1的盖体Ia的顶面11之中的强度较强的外周面所承受。如上所述，由于本实施方式能够提高外壳1的强度，因而能够防止因外壳破损而 发生热水泄漏和冷水泄漏。特别是，在本实施方式中，虽然外壳1的盖体Ia的顶面11上容 易存留从热水阀座IOa流入的高温热水，但由于外壳1的强度提高，因而能够防止该存留的 高温热水向外壳1之外喷出。下面，对调整螺杆9的构成进行说明。如图2所示，调整螺杆9呈圆筒状形成。调 整螺杆9其一端开放，另一端上形成有与对施力体4进行支撑的弹簧支座73抵接的支撑部 90。在支撑部90的中心部开有孔93。此外，调整螺杆9在其另一端的外周面上形成有与调整螺套8的圆筒状内周上所 形成的阴螺纹85(参照图1B)螺纹连接的阳螺纹92。另外，调整螺杆9在其轴向的大约中 心的外周面上形成有与主体Ib的内周面上所形成的花键槽19进行嵌合的槽部91。此外， 其一端上形成有下端在径向上扩大的锥状的裙部94。下面，对调整螺杆9在外壳1内的配置进行说明。调整螺杆9通过阳螺纹92与在 组装在外壳Ia中的调整螺套8的内周上所形成的阴螺纹85螺纹连接，并且槽部91与主体 Ib上所形成的花键槽19嵌合从而组装到外壳1中。如上组装的调整螺杆9可随着调整螺套8的旋转动作而在外壳1的轴向上往复移动。当调整螺杆9在外壳1内的轴向上进行往复动作时，支撑部件6及卡止部件62将在孔 93内上下移动。随着调整螺套8进行旋转动作，调整螺杆9通过与支撑部90抵接的弹簧支座73 改变施力体4在轴向上的长度，使施力体4的反作用力改变。似这样，调整螺杆9与接受来自调温旋钮D的旋转动作的调整螺套8 一起，来改变 施力体4在轴向上的负荷(施力体4的反作用力)，从而对控制阀芯2的轴向位置进行调
iF. ο另外，调整螺杆9所具有的长度在其如图IA所示组装在外壳1中时，可使得裙部 94位于自热水流入口 a至混合室13的热水侧通路中。似这样，通过在自热水流入口 a至混合室13之间设置一端径向扩大的呈锥状形成 的裙部94，可在自热水流入口至混合室的热水通路中配置障碍物。这种构成可使得冷热水 在混合之前产生紊流，因而促进之后的冷热水的混合，其结果，可实现执行元件5感知温度 的准确性。此外，通过在热水通路中设置产生流水阻力(压力损失)的裙部94，可减弱流向混 合室13的热水的势头(压力)。因此，根据本实施方式，即使从热水流入口 a流入的热水 的压力急剧升高，通过裙部94也能够抑制流入混合室13的热水量的增加，因而控制阀芯2 为了开大冷水阀侧而移动的距离(为了扩大冷水阀2b与冷水阀座IOb之间的间隔而移动 的距离)可以缩短(以较短时间完成温度调节)。也就是说，根据本实施方式，通过设置产 生流水阻力(压力损失)的裙部94，可减轻热水压力波动带来的影响，其结果，调温性能提 尚ο此外，通过在热水通路中设置产生流水阻力(压力损失)的裙部94，可以限制流入 混合室13的热水量。因此，即使是在热水压力急剧升高的场合，也不会有超过既定流量的 热水流入混合室13，因而能够防止因热水量急剧增大而导致执行元件5急不易难以发生， 温度控制的精度提高。此外，根据上述构成，能够减小控制阀芯2上直接接触热水的面积，因而可以减少 流入的热水对控制阀芯动作的影响，提高温度控制的精度。下面，就施力体4、控制阀芯2、执行元件5、保持器700以及增强部件120进行说明。施力体4通过弹簧支座72向冷水阀座IOb —侧对控制阀芯2施力。施力体4只 要是能够与执行元件5取得平衡的施加体即可，可以是任何形状，而在本实施方式中，使用 的是由线状弹簧材料呈螺旋状成形的偏置弹簧。控制阀芯2呈筒状阀芯形成，在其筒壁的一个端缘上(图1A、图2中的上端缘)形 成热水阀2a，另一个端缘上形成冷水阀2b。此外，在控制阀芯2的轴心部位形成有轴筒部 20。执行元件5由SMA弹簧构成。具体地说，执行元件5使用的是将线材卷绕成大直 径的螺旋状SMA弹簧5a、以及将线材卷绕成小直径的螺旋状SMA弹簧5b构成的执行元件。 并且，执行元件5是以将两个螺旋状SMA弹簧5a、5b组合成同轴状并联的双重螺旋状的状 态使用的。具体地说，SMA弹簧5a和SMA弹簧5b呈双重螺旋状的状态被夹持在保持器700 与阀座部件Ic上所形成的弹簧支座71之间。
保持器700具有对执行元件5进行支撑的弹簧支座70，在弹簧支座70的一个面 (对执行元件5进行支撑的面)上，设置有向下方延伸的圆筒状的外罩7 (参照图2)。该圆 筒状的外罩7通过用树脂材料与弹簧支座70 —起成形等而与弹簧支座70成一体地连续形 成。增强部件120呈圆盘状形成，中心部形成有用来插入支撑部件6的孔。增强部件 120的一个面与保持器700的与执行元件5支撑面相反一侧的面抵接，另一个面与控制阀芯 2的轴筒部20的端部抵接。此外，增强部件120呈将保持器700的与执行元件5支撑面相 反一侧的面的大约整体覆盖的形状形成。似这样，通过在控制阀芯2的端部与对执行元件5进行支撑的保持器700之间设 置增强部件120的结构，可提高保持器700的强度，降低保持器700破损的可能性。而之所以如上所述提高保持器700的强度，是因为若保持器700破损则有可能流 出的是用户未预料到的高温混合水。具体地说，一旦对配置在混合室13中的执行元件5进行支撑的保持器700破损， 控制阀芯2便无法受到来自执行元件5的负荷。这样一来，控制阀芯2由于仅受到来自施 力体4的负荷而单向地向冷水阀座IOb—侧受力。其结果，仅热水流入口 a —侧打开，流出 用户所未预料到的高温混合水。因此，在本实施方式中，通过增加保持器700的强度来降低 用户未预料到的高温混合水流出的可能性。对于增强部件120的具体构成并无特别限定，例如可以使用将保持器700的与执 行元件5的支撑面相反一侧的面的大约整体覆盖的不锈钢(SUS)制造的垫圈。似这样，将增强部件120做成SUS制造的垫圈的形状，与树脂制造的保持器700相 比，能够以体积更小的零部件提高保持器700的强度。因此，根据本实施方式的构成，不需要为了提高保持器700的强度而增加混合室 13的空间。即，本实施方式不仅能够增强保持器700的强度，还有利于实现冷热水混合龙头 的小型化。另外，增加保持器700的厚度也能够提高保持器700的强度。但是，这样做的结果， 由于保持器700的体积增加，会使冷热水进行混合的上游侧混合室13a的空间减小。因此， 在增加保持器700的厚度的场合，若不增加上游侧混合室13a的容积，将产生温度控制的精 度变差等其它问题。此外，增强部件120也可以使用金属制造的部件。似这样，用金属制造增强部件 120，可防止因长期反复抵触高温高压热水而发生热疲劳。此外，增强部件120也可以由不同于保持器700的材料成形。例如，增强部件120 可以由比保持器700的强度和硬度高或者热传导率和表面摩擦系数低的材料成形。此外， 例如增强部件120也可以使用添加了添加剂等从而前述物理参数改变了的树脂性部件。如上所述，由于增强部件120比保持器700的体积小，因而即使由强度高的材料成 形也能够抑制成本的增加。下面，对支撑部件6、施力体4、弹簧支座72、弹簧支座73、控制阀芯2、增强部件 120、保持器700以及执行元件5在外壳1内的配置进行说明。被支撑在两个弹簧支座73、72之间的施力体4可自如滑动地嵌套在支撑部件6 上。并且，支撑部件6的上端部(图1A、图2中的上端部)上固定有E型挡圈之类的卡止部件62，对被支撑在弹簧支座73上的施力体4的向上方的活动进行限制。此外，控制阀芯2 以其轴筒部20的一端与弹簧支座72抵接的方式嵌套在支撑部件6上。再有，增强部件120 以与控制阀芯2的轴筒部20的另一端抵接的方式嵌套在支撑部件6上。保持器700以与 增强部件120抵接的方式嵌套在支撑部件6上。此外，弹簧支座72、控制阀芯2、增强部件120以及保持器700在控制阀芯2的轴 筒部20的一端与弹簧支座72抵接、轴筒部20的另一端与增强部件120的一端抵接、增强 部件120的另一端与保持器700抵接的状态下，通过E型挡圈之类的卡止部件63固定在支 撑部件6上。此外，在将施力体4、弹簧支座72、弹簧支座73、控制阀芯2、增强部件120以及保 持器700安装在支撑部件6上的状态下，以弹簧支座73与组装在盖体Ia和主体Ib中的调 整螺杆9的支撑部90抵接的方式，将支撑部件6嵌插到圆筒状的调整螺杆9的筒内。进而，以保持器700对执行元件5的一端进行支撑、以阀座部件Ic上所形成的弹 簧支座71对执行元件5的另一端进行支撑的方式，将支撑部件6的下端一侧(图1A、图2 中的下侧)自如滑动地嵌装到导孔18中。由两个SMA弹簧5a、5b构成的执行元件5如下所示得到保持器700和弹簧支座71 的支撑。具体地说，将大直径的螺旋状SMA弹簧5a插在保持器700的外罩7的外周侧，将 小直径的螺旋状的SMA弹簧5b插在外罩7的内周侧。并且，将SMA弹簧5a和SMA弹簧5b 夹持在弹簧支座70与阀座部件Ic的弹簧支座71之间。接下来，结合图3A、图3B、图3C就本实施方式的冷热水混合龙头的动作进行说明。图3A是旨在对本实施方式的动作进行说明的冷热水混合龙头的剖视图，展示的 是冷热水混合龙头的控制阀芯将冷水阀座完全关闭状态下的纵向剖视主视图。图3B是旨在对本实施方式的动作进行说明的冷热水混合龙头的剖视图，展示的 是冷热水混合龙头的控制阀芯将热水阀座和冷水阀座均打开状态下的纵向剖视主视图。而图3C是旨在对本实施方式的动作进行说明的冷热水混合龙头的的剖视图，展 示的是冷热水混合龙头的控制阀芯将热水阀座完全关闭状态下的纵向剖视主视图。下面，将以如下构成的场合为例进行说明，S卩，当将调整螺套8顺时针方向旋转 时，调整螺杆9随之在支撑部件6的导向下沿轴向上升，当将调整螺套8向逆时针方向旋转 时，调整螺杆9随之在支撑部件6的导向下沿轴向下降，但这只是列出的一个例子而已。在图3A中，控制阀芯2被设定为将冷水流入口 b完全关闭、仅将热水流入口 a打 开而使高温热水流出。这样设定的场合，用户要将调整螺套8 (调整螺套8的捏手82)向逆时针方向旋转 (在这种场合，一直旋转到冷水流入口 b完全关闭的状态)。当调整螺套8逆时针旋转时，调 整螺杆9将随之在支撑部件6的导向下沿轴向下降(向图3A、图3B、图3C中所示的下方移 动)。一旦调整螺杆9下降，经由其支撑部90使施力体4在轴向上承受的负荷增加。由此， 执行元件5与所增加的负荷的大小相应地被压缩，控制阀芯2向冷水阀座IOb —侧受力，变 成冷水阀2b与冷水阀座IOb抵接的状态。由于在这种设定下仅来自热水流入口 a的热水 流入冷热水混合龙头，因而从混合室13中所形成的混合水出口 c流出的是高温的热水。此外，在图3A的状态下，为了放出混合水，用户对调温旋钮D进行操作而使调整螺套8顺时针旋转。当调整螺套8顺时针旋转时，调整螺杆9将随之在支撑部件6的导向下 沿轴向上升(向图3A、图3B、图3C中所示的上方移动)而被设定在图3B的位置上。在这 种场合，由于调整螺杆9上升，施力体4通过其支撑部90在轴向上承受的负荷减小。由此， 执行元件5与所减小的负荷的大小相应地伸展，控制阀芯2向热水阀座IOa —侧受力。其 结果，在冷水阀2b和冷水阀座IOb之间打开的同时，热水阀2a和热水阀座IOa之间的间隔 变窄(与图3A的状态相比变窄)。在这种设定下，来自热水流入口 a的热水和来自冷水流 ADb的冷水流入冷热水混合龙头。因此，混合室13中所流入的热水和冷水相混合而变成 混合水，该混合水从混合水出口 c流出。此外，在如图3B所示冷热水混合龙头被设定为放出混合水时，假设由于水压降低 等原因流入的水的流量减少或者由于热水压力增加等原因流入的热水的流量增加，因而混 合室13内混合水的温度上升。在这种场合，冷热水混合龙头将如下动作。具体地说，当由于水压降低等原因流入的水的流量减少或者由于热水压力的增加 等原因流入的热水的流量增加，混合室13内混合水的温度上升时，感知此状况的执行元件 5进行动作而使得所产生的负荷增大。一旦执行元件5动作而使得所产生的负荷增大，施力 体4便受到压缩、控制阀芯2向热水阀座IOa—侧受力。由此，热水阀2a与热水阀座IOa之 间的间隔变窄，使热水的流入量减少。冷水阀2b与冷水阀座IOb之间的间隔因此而变宽， 使冷水的流入量增加。其结果，冷热水混合龙头能够使升高了的混合水的温度降低。另一方面，在如图3B所示冷热水混合龙头被设定为放出混合水时，假设由于水压 升高等原因流入的水的流量增大或者由于热水压力减小等原因流入的热水的流量减小，混 合室13内的混合水的温度降低。在这种场合，冷热水混合龙头将如下动作。具体地说，在由于水压上升等原因流入的冷水的流量增大或者由于热水压力减小 等原因流入的热水的流量减小，混合室13内的混合水的温度降低的场合，感知该状况的执 行元件5进行动作而使得所产生的负荷减小。并且，一旦执行元件5动作而使得所产生的负 荷减小，施力体4便与所减小的负荷的大小相应地伸展，向冷水阀座IOb —侧对控制阀芯2 施力。由此，热水阀2a与热水阀座IOa之间的间隔变宽，使热水的流入量增加。冷水阀2b 与冷水阀座IOb之间的间隔因此而变窄，使冷水的流入量减少。其结果，冷热水混合龙头能 够使降低了的混合水的温度升高。此外，在图3B的状态下，为了仅使冷水流出，用户对调温旋钮D进行操作而使调整 螺套8顺时针旋转(在这种场合，一直旋转到热水流入口 a完全关闭的状态)。当如上所述调整螺套8顺时针旋转时，调整螺杆9将随之在支撑部件6的导向下 沿轴向上升(向图3中所示的上方移动)并被设定在图3C的位置上。在这种场合，由于调 整螺杆9上升，施力体4通过其支撑部90在轴向上承受的负荷减小。由此，执行元件5将 与所减小的负荷的大小相应地伸展，控制阀芯2向热水阀座IOa—侧受力。其结果，变成热 水阀2a与热水阀座IOa抵接的状态，冷水阀2b与冷水阀座IOb之间的间隔变宽(与图3B 的状态相比变宽)。在这种设定下，由于热水流入口 a被完全关闭，因而仅有来自冷水流入 口 b的冷水流入冷热水混合龙头，从混合水出口 c流出的是冷水。如以上所说明的，根据本实施方式，利用调整螺套8的顶面11上设置的槽部83和 衬垫100的构成，可以提高外壳1的强度。此外，如以上所说明的，根据本实施方式，利用在 控制阀芯2的端部与对执行元件5进行支撑的保持器700之间设置增强部件120这样一种构成，可提高保持器700的强度，降低保持器700破损的可能性。如上所述，根据本发明的实施方式，能够提高冷热水混合龙头的耐久性。本发明并不受以上所说明的实施方式的限定，在本发明要旨的范围内可以实施各 种各样的变型。
权利要求
一种冷热水混合龙头，包括调温旋钮，接受温度调节操作；主体部，具有通过前述调温旋钮的操作对热水的温度进行调整的控制阀机构以及形成有热水流入口和冷水流入口并内藏前述控制阀机构的外壳；其特征是，前述外壳在其一个端部的轴心部开有孔；前述主体部具有施力体，由弹性系数固定不变材质的原材料构成；执行元件，随温度的变化进行伸缩动作；控制阀芯，一个端部承受来自前述施力体的负荷，另一个端部承受来自前述执行元件的负荷，通过所承受的来自前述施力体和前述执行元件的负荷的平衡使前述热水流入口和前述冷水流入口的开关比例改变；呈圆筒状形成的调温装置，一端固定在前述调温旋钮上，随着该调温旋钮的旋转使前述施力体移动而对前述控制阀芯施加负荷来设定前述控制阀芯的位置；前述调温装置在其圆筒状的一端形成有顶面，在前述顶面的中心部形成有固定在前述调温旋钮上的大致呈圆柱状的捏手，在前述顶面的该捏手的周边部形成有与该捏手同心的圆形凹状的槽；前述调温装置与前述外壳同轴地配置在前述外壳的一个端部的内侧，并且前述捏手自如旋转地插入开口于前述外壳的一个端部上的孔中；在前述调温装置的顶面与前述外壳的一个端部之间，夹持着将前述顶面上所形成的槽覆盖的衬垫。
2.一种冷热水混合龙头，包括形成有热水流入口、冷水流入口的外壳以及安装在前述 外壳内的主体部，其特征是，前述主体部具有施力体，由弹性系数固定不变材质的原材料构成；执行元件，随温度 的变化进行伸缩动作；控制阀芯，一个端部承受来自前述施力体的负荷，另一个端部承受来 自前述执行元件的负荷，通过所承受的来自前述施力体和前述执行元件的负荷的平衡使前 述热水流入口和前述冷水流入口的开关比例改变；保持器，形成有对前述执行元件的一端 进行支撑的支撑面；在前述外壳的内部，设置有使来自前述热水流入口的热水和来自前述冷水流入口的冷 水混合的混合室；前述执行元件被支撑在前述混合室内所形成的支撑部与前述保持器的前述支撑面之间；在前述保持器上所形成的与前述支撑面相反的面和前述控制阀芯的前述另一个端部 之间夹持着增强部件。
3.如权利要求2所记载的冷热水混合龙头，其特征是，前述增强部件是将前述保持器 的与前述支撑面相反的面大致全部覆盖的金属制造的垫圈，前述保持器系树脂制造。
4.如权利要求2所记载的冷热水混合龙头，其特征是，前述增强部件是将前述保持器 的与前述支撑面相反的面大致全部覆盖的垫圈，前述增强部件和前述保持器二者分别由不 同材质的材料成形。
全文摘要
本发明提供一种能够提高耐久性的冷热水混合龙头。在具有筒状外壳(1)的冷热水混合龙头中，设置了通过来自施力体(4)和执行元件(5)的负荷的平衡对热水流入口(a)和冷水流入口(b)的开关比例进行调整的控制阀芯(2)、以及接受用户的旋转操作而对控制阀芯(2)的位置进行调整的圆筒状的调温装置(8、9)。调温装置(8、9)是一端形成有顶面(81)，在顶面(81)的中心部设置有捏手(82)，在顶面(81)的捏手(82)的周边形成有圆形凹状的槽部(83)。调温装置(8、9)以与外壳(1)同轴且捏手(82)插入到外壳(1)的一个端部上所开设的孔(12)中的状态配置在外壳(1)内部。在调温装置的顶面(81)与外壳(1)的一个端部之间夹持着将顶面(81)上所形成的槽部(83)覆盖的衬垫(100)。
文档编号F16K31/70GK101889164SQ200880119350
公开日2010年11月17日 申请日期2008年12月1日 优先权日2007年12月6日
发明者关荣治, 户高健策, 松井英之, 根岸功 申请人:Toto株式会社;日本恒温器株式会社